Ich spiele mit dem Gedanken einen Taschenrechner zu bauen. Ich bin mir bewusst, dass ich für einen Taschenrechner aus Transistoren sehr viele Transistoren für die kleinsten Rechnungen benötige und dies ein nerviger Prozess sein wird, dies zu verlöten, trotzdem habe ich es mir in den Kopf gesetzt dieses Projekt zu realisieren und wollte einfach fragen was ich prinzipiell bei einem solchen Vorhaben zu beachten haben.
Geduld. Es ist sinnlos, das wirklich zu löten. Nachbauen ist komplett zweckfrei. Willst du dir das selbst "ausdenken", reicht ne Simulation
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> Willst du dir das selbst "ausdenken", reicht ne Simulation
Was meinst du mit Simulation?
Es gab hier im Forum mal einen "Irren", der das durchgezogen hat. Das waren EINIGE Platinen mit 4 Lagen und vielen, vielen, vielen Transistoren. Hier gibt's eine Version, welche zumindest aus TTL-Bausteinen besteht Beitrag "Space Age 2 der 32Bit MIPS Rechner in TTL"
Was für einfachere Möglichkeiten gäbe es denn, das Projekt eines Taschenrechners zu realisieren?
Wenn überhaupt, dann mit einem Mikrocontroller deiner Wahl. Oder einem CPLD/FPGA, wenn du der Sprache VHDL mächtig bist.
Gibt schon wen der das gemacht hat, 3000 Transistoren und 18000 Dioden. http://www.lndw.tu-berlin.de/lndw13/programm/haus-der-elektrotechnik-und-informatik/#722
Schau dir mal das an: https://www.theregister.co.uk/2015/06/23/brit_mega_processor/ Ungefähr das dürfte nötig sein. Also: Ernorme Massen an Geduld UND mehrere zehntausend Euro. Wenn der Taschenrechner nämlich mehr als 3-4 Stellen haben soll, und mehr als die + und - beherrschen soll, wird es mit Transistoren alleine extrem aufwändig. Alleine der Dividierer, hui :-) Ich persönlich würde das mit einem µC lösen. Ein brauchbarer Wissenschaftlicher Taschenrechner mit einem AVR oder PIC ist auch schon eine ganz ordentliche Leistung. Ein wenige realistischer als mit Transistoren wäre noch ein TTL Gattergrab. Das ist nicht ganz so gewaltig, aber immer noch ein richtige Mammutaufgabe.
Hallo, so ganz neu sind solche Ideen nicht: das hier ist schon ganz nett https://monster6502.com/ aber der Herr topt alles: http://www.megaprocessor.com/ Gruß Öletronika
Beitrag "Re: Taschenrechner (Transistoren)" <Ich persönlich würde das mit einem µC lösen Zu was für einen Mikrocontroller würdest du mir raten?
Geht es nur darum einen Taschenrechner selber zu bauen oder müssen es Transistoren sein? Einen Eigenbau habe ich so vor etwa 35-40 Jahren auch hingelegt, allerdings mit einem fertigen Taschenrechner-IC. Das Dingens kann auch nur die vier Grundrechenarten (wenn ich richtig erinnere). Irgendwo in den Tiefen meiner 80qm Kramlandschaft muss der auch noch sein ;-) Old-Papa
congol schrieb: > Zu was für einen Mikrocontroller würdest du mir raten? Zu einem, zu dem Du Zugang hast. Für die Aufgabe "Taschenrechner" genügt praktisch jeder, sofern er genügend Anschlüsse für die benötigte Peripherie (Tastatur und Display) hat. Da man die aber auch über serielle Bussysteme (wie z.B. I2C) ansteuern kann, kann also auch ein Winzling im achtpoligen Gehäuse wie z.B. ein AtTiny85 genügen. Wenn Du schon einen µC kennst, nimm genau den, wenn Du keinen kennst, nimm einen, den Bekannte/Freunde von Dir kennen, damit Du auf deren Erfahrung aufbauen kannst. Nimm ansonsten einen, für den Entwicklungswerkzeuge und Dokumentation verfügbar sind, und natürlich einen, den man ohne allzu große Klimmzüge auch kaufen kann.
Der TE sollte sich mal einen ordentlichen Schaltschrank zulegen, nach Laufmetern... dazu 2 Kg Lötzinn und abertausende Transistoren, dazu ein kraftvolles Netzteil... Wie lange schätzt der TE sein TUN ein? Monate, Jahre?
congol schrieb: > Beitrag "Re: Taschenrechner (Transistoren)" > > <Ich persönlich würde das mit einem µC lösen > > Zu was für einen Mikrocontroller würdest du mir raten? Die meisten Beipiele wirst du mit einem AVR controller finden. Google: Taschenrechner AVR http://elektronik-kompendium.de/public/arnerossius/schaltungen/avr/calc.htm http://www.rolfp.ch/elektronik/#tarech und viele mehr
congol schrieb: >> Willst du dir das selbst "ausdenken", reicht ne Simulation > > Was meinst du mit Simulation? congol schrieb: > Was für einfachere Möglichkeiten gäbe es denn, das Projekt eines > Taschenrechners zu realisieren? Lad' dir Logisim runter, klöppel dir deinen Taschenrechner aus lauter Gattern und Flip-Flops selbst zusammen und erfreu dich daran :) Kostet dich nur deine persönliche Freizeit und einige Tassen Kaffee. Gruß
congol schrieb: > Beitrag "Re: Taschenrechner (Transistoren)" > > <Ich persönlich würde das mit einem µC lösen > > Zu was für einen Mikrocontroller würdest du mir raten? Zu dem, den du kennst. Generell dürfte das mit vielen kleinen µC lösbar sein. Auch mit AVRs, PICs und Arduinos, STM32 und so weiter. Echte Rechenpower ist für einen Taschenrechner nicht nötig. Auch ein 8-Bitter sollte die Berechnungen problemlos hinbekommen. Immerhin wird es kaum stören, wenn man auf ein Ergebnis einige hundert ms warten muss, das sind schon viele verdammt viele CPU-Zyklen. Als blutiger Anfänger, dem es nur um das Rechnerprojekt geht, würde ich mit einem Arduino Uno, einer Tastenmatrix und einem HD4470-Display starten. Das ganze zunächst in Software zu lösen schadet auch dann nicht, wenn man das später diskret bauen will. Wenn man das Prinzip verstanden hat, tut man sich mit den Transistoren sicherlich auch leichter.
congol schrieb: > Ich spiele mit dem Gedanken einen Taschenrechner zu bauen. Ich bin mir > bewusst, dass ich für einen Taschenrechner aus Transistoren sehr viele > Transistoren für die kleinsten Rechnungen benötige und dies ein nerviger > Prozess sein wird, dies zu verlöten, trotzdem habe ich es mir in den > Kopf gesetzt dieses Projekt zu realisieren und wollte einfach fragen was > ich prinzipiell bei einem solchen Vorhaben zu beachten haben. congol schrieb: > Zu was für einen Mikrocontroller würdest du mir raten? Das nenne ich aber mal geringes Durchhaltevermögen, keine 20 Minuten.
A.. P. schrieb: > klöppel dir deinen Taschenrechner aus lauter > Gattern und Flip-Flops selbst zusammen und erfreu dich daran :) Kostet > dich nur deine persönliche Freizeit und einige Tassen Kaffee. Mit Gattern und Flip-Flops sicher etwas einfacher als nur mit Transistoren zu arbeiten... congol schrieb: > Ich bin mir > bewusst, dass ich für einen Taschenrechner aus Transistoren sehr viele > Transistoren für die kleinsten Rechnungen benötige und dies ein nerviger > Prozess sein wird, dies zu verlöten Eine schöne Winterarbeit (eventuell mehrere Winter)...
A.. P. schrieb: > Lad' dir Logisim runter Das wäre der Klassiker. Hipster bauen sowas in Minecraft: https://www.youtube.com/watch?v=wgJfVRhotlQ https://www.youtube.com/watch?v=6fQvgiyx_6A
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Wäre es nicht der Sinn eines solchen Projektes, das es auf jeden Fall mit Transistoren gebaut wird? Wenn man einen µC nimmt, kann man ja auch gleich einen fertigen Taschenrechner kaufen, das ist noch einfacher...
@ U. M. (oeletronika) >aber der Herr topt alles: >http://www.megaprocessor.com/ In der Tat. Aber bei DEM Namen muss er sowas bauen ;-) © 2014-2016 James Newman. https://de.wikipedia.org/wiki/John_von_Neumann
@ Mani W. (e-doc) >> Transistoren für die kleinsten Rechnungen benötige und dies ein nerviger >> Prozess sein wird, dies zu verlöten >Eine schöne Winterarbeit (eventuell mehrere Winter)... Dazu braucht es mehrere nukleare Winter . . .
Mir bleibt der Sinn solcher Projekte immer ein wenig veborgen. Ok, die ersten Computer wurden aus diskreten Teilen gebaut, aber nur weil es nicht einfacher ging. Heute geht es einfacher, viel einfacher. Um zu verstehen, wie ein Rechner funktioniert, muss man nicht die ganze Geschichte der Technischen Informatik nachbauen. Wenn Du ein beindruckendes Kunstprojekt machen willst... ok. Ansonsten ist das Zeitverschwendung.
Stefan M. schrieb: > Wenn man einen µC nimmt, kann man ja auch gleich einen fertigen > Taschenrechner kaufen, das ist noch einfacher... Erkenntnisgewinn hat man dann immer noch. Rechnen mit BCD Zahlen, Display und Tastaturansteuerung, ...
congol schrieb: > einen Taschenrechner aus Transistoren Fangen wir doch mal andersrum an: Wie groß wäre die größte dir zur Verfügung stehende Tasche? Wenn wir das wissen, können wir dir sagen, wie viele Transistoren du brauchst.
Ist doch aber eigentlich langweilig. Viel interessanter wäre es das rein mechanisch zu machen wie bei der Z1. Wer rund um Berlin wohnt oder mal dahin kommt und (mindestens) einen halben Tag Zeit hat sollte unbedingt ins Deutsche Technikmuseum Berlin gehen. Alleine die Konstruktion eines Speicherbits oder eines Gatters rein mechanisch und getaktet ist echt sehenswert.
congol schrieb: > Zu was für einen Mikrocontroller würdest du mir raten? Zur Information, lange Zeit, und noch heute bei den einfachen und billigen, hatten Taschenrechner eine 4-Bit Architektur und waren mit ein paar kHz getaktet. Die Saturn-Prozessoren in den legendären wissenschaftlichen Taschenrechnern von HP hatten immer noch einen externen 4-Bit Datenbus, einen 20-Bit Adressbus (1 MByte Adressraum) und 64-Bit Register (und ein paar kleinere Register). Sie wurden je nach Ausführung mit 640 kHz bis 4 MHz getaktet. Daher hast du mit einem halbwegs aktuellen 8-Bit Mikrocontroller genug, und ein aktueller 32-Bit Mikrocontroller ist im Vergleich zu den CPUs in klassischen Taschenrechnern ein Supercomputer. Der Trick bei den Taschenrechnern lag und liegt in der Software, nicht so sehr in der CPU.
Der Andere schrieb: > Wer rund um Berlin wohnt oder mal dahin kommt und (mindestens) einen > halben Tag Zeit hat sollte unbedingt ins Deutsche Technikmuseum Berlin > gehen. Wer das nicht schafft, dank Steuergeldern ist vieles, darunter auch Baupläne, Vorträge und Manuskripte von Zuse, online erhältlich http://zuse.zib.de
congol schrieb: > h spiele mit dem Gedanken einen Taschenrechner zu bauen. Ich bin mir > bewusst, dass ich für einen Taschenrechner aus Transistoren sehr viele > Transistoren für die kleinsten Rechnungen benötige und dies ein nerviger > Prozess sein wird, dies zu verlöten, trotzdem habe ich es mir in den > Kopf gesetzt dieses Projekt zu realisieren und wollte einfach fragen was > ich prinzipiell bei einem solchen Vorhaben zu beachten haben. Baust doch als analogrechner mit diskreten OPV's, als Annzeige eben zeigerinstrumente. Für die grundrechenarten sollte es reichen. Ein Taschenrechner wirds ohnehin nicht werden, wenn du bei Transistoren bleiben willst dann wirds ein Tischrechner auch als Business calculator bezeichnet. Wang laborities habe mal auf Logarithmen basierte Transistorrechner gebaut, siehe dort: http://www.oldcalculatormuseum.com/wangloci.html Dort die Schaltplänes eines transistoren-rechners aus DDR-Zeiten: https://www.soemtron.org/soemtron220downloads.html Wobei nicht alles aus Transistoren aufgebaut ist, es werden auch Nixie-Röhren und Ferritkernspeicher verwendet.
Jack schrieb: > Zur Information, lange Zeit, und noch heute bei den einfachen und > billigen, hatten Taschenrechner eine 4-Bit Architektur und waren mit ein > paar kHz getaktet. > > Die Saturn-Prozessoren in den legendären wissenschaftlichen > Taschenrechnern von HP hatten immer noch einen externen 4-Bit Datenbus, > einen 20-Bit Adressbus (1 MByte Adressraum) und 64-Bit Register (und ein > paar kleinere Register). Sie wurden je nach Ausführung mit 640 kHz bis 4 > MHz getaktet. > > Daher hast du mit einem halbwegs aktuellen 8-Bit Mikrocontroller genug, > und ein aktueller 32-Bit Mikrocontroller ist im Vergleich zu den CPUs in > klassischen Taschenrechnern ein Supercomputer. > > Der Trick bei den Taschenrechnern lag und liegt in der Software, nicht > so sehr in der CPU. Natürlich, aber: Wenn er den Microcontroller mit einzelnen Transistoren aufbauen will, nimmt er keinen 32 bit und keine 8 bit als Vorlage, sondern einen 4 bit oder gar 1 bit, wie MC14500. Denn vor allem käme es darauf an, den Aufwand zu reduzieren. Man sollte heute besser als 1960 wissen, was man für einen Taschenrechner wirklich braucht. Viel ist es nicht. Werteregister je nach Klammerschlachtelung, ohne Klammern reichen 4, und ein zumindest digitserieller wenn nicht sogar bitserieller Addierer/Vergleicher/Invertierer sollte reichen. Dazu ein Steuerwerk das Microcode ausführt ggf. aus diskret aufgebautem ROM. https://hackaday.io/project/665-4-bit-computer-built-from-discrete-transistors Der ist ein bischen zu klein.
congol schrieb: > Ich spiele mit dem Gedanken einen Taschenrechner zu bauen. Dann fertige zuerst einen Schaltplan an und zeig und den. mfg Klaus
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Der Andere schrieb: > Erkenntnisgewinn hat man dann immer noch. Rechnen mit BCD Zahlen, Das geht aber einfacher. Die Platinen dann von Hand bestücken, da kann ich Dir den Erkenntnisgewinn für SMD gleich heute sagen: Kaputte Augen, kaputte Nerven, Platinen die nicht gehen. Ich mach das beruflich (bei Reparaturen), nach 3h habe ich genug davon. Wenn Du mit BCD Zahlen rechnen willst dann nimm 'nen uC, da kannst Du das einfacher und besser. Löten? Dann nimm Dir einen Kurs und ein paar Baustätze die Du nachher vernünftig verwenden kannst. Digitaltechnik? Dann besorch Dir 'n Steckbrett und TTLs. Masochist: dann mach das Projekt :) rgds
6a66 schrieb: > Der Andere schrieb: >> Erkenntnisgewinn hat man dann immer noch. Rechnen mit BCD Zahlen, > > Das geht aber einfacher. Meine Aussage bezog sich explizit auf die Aussage von Stefan M. daß man statt eines µCs sich auch gleich einen fertigen Taschenrechner kaufen kann. Sich also ein Taschenrechnerselbstbau mit µC nicht "lohnt" Wobei das finanziell sowiso klar ist. Siehe: Beitrag "Re: Taschenrechner (Transistoren)"
Nun, dass es sich für den TS nicht "lohnt" einen "Taschenrechner" aus Transistoren zu bauen, dürfte ihm auch klar sein. Es lohnt sich auch nicht, ein Schlachtschiff aus Legosteinen zu bauen, dennoch wird es Leute geben, die sowas angehen. ;-) Nur, dieser "Taschenrechner" wird nie in irgendeine Tasche passen und auch nicht vom Taschengeld bezahlbar sein. Die späteren Betriebskosten kann man hier komplett vernachlässigen, der TS wird so ein Projekt sehr wahrscheinlich nie durchziehen. Warum? Nun, wer so blauäugig wie der TS oben fragt, hat nicht den geringsten Plan, nur ein einigermaßen hohes Ego ;-) Old-Papa
Stefan M. schrieb: > Wäre es nicht der Sinn eines solchen Projektes, das es auf jeden Fall > mit Transistoren gebaut wird? Einen Taschenrechner aus Transistoren bauen zu wollen, halte ich auf jeden Fall für unsinnig. Für den Erkenntnisgewinn reicht auch etwas deutlich kleineres. Sagen wir für den Anfang: ein Dekadenzähler. Also eine Blackbox mit Takteingang und einem 7-Segment Display. Zählt von 0-9. 1. Eskalationsstufe: baue das mit geeigneten IC aus der 74er oder 4000er Baureihe. 2. Eskalationsstufe: mach es mit Einzelgattern. 3. Eskalationsstufe: mit Transistoren und Dioden. Falls das nicht reicht, kann er als nächstes eine Uhr auf diese Art bauen. Dann noch eine Weckfunktion dazu. Mit Weckmelodie. > Wenn man einen µC nimmt, kann man ja auch gleich einen fertigen > Taschenrechner kaufen, das ist noch einfacher... Auch mit einem µC kann man dabei eine Menge lernen. Z.B. wenn man die ganzen trigonometrischen und sonstigen Funktionen eines typischen wissenschaftlichen Taschenrechners mal zu Fuß implementiert. Ohne libm zu benutzen. Oder exakte Arithmetik für mehr als 64 Bit. Oder Bruchrechnung.
Ein Beispiel eines 1966 aus diskreten Komponenten aufgebauten Tischrechners ist gleich der erste bei http://www.johnwolff.id.au/calculators/Casio/Casio.htm Mit Röhren gehts natürlich auch: http://www.anita-calculators.info/html/anita_mk_8.html
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Hi, hier wird Logik mit Dioden Transistoren aufgebaut, also DTL (bzw. RTL) wäre wohl die richtige Bezeichnung? https://sophisticatedcircuits.wordpress.com/category/empfangerbasteln-dcf77/ Die ganze Sache ist also ziemlich umfangreich. OK. Es gibt aber einige Dinge zu beachten beim Aufbau von diskreten Schaltungen, vor allem die Laufzeit. Da hat man dann plötzlich unerklärliche Fehlfunktionen, obwohl es vom Konzept her funktionieren müsste, theoretisch. Meine höchste zu erreichende Taktfrequenz bei "Bastelschaltungen" betrug 500 kHz. Mehr war nicht drin, beim besten Willen nicht. Trotzdem kann ein diskreter Aufbau viel Praxiserfahrung mit sich bringen. Nur, das Projekt sollte IMHO nicht zu kompliziert sein. An Taschenrechner würde ich mich nicht ranwagen. Habe nur 'mal eine Relais-Taschenrechner-Tastatur-Schnittstelle für eine Uhr gebastelt. Damit konnte ich dann Uhrzeit für "Ereignisse" dokumentieren. Leider gibt es jetzt für das Taschenrechnerdruckwerk keine Farbbänder mehr. ciao gustav
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Am allerallerallerbesten wäre es doch, wenn der TO jede Berechnung mit Stift und Papier durchführt. Immer wieder. Dann braucht er sich nie wieder Gedanken über einen Taschenrechner zu machen, egal, ob aus 570.000 Transistoren oder eingebettet in eine Smartwatch :)
Man schon so hart drauf ist, würde ich einen Schritt weiter gehen und den Taschenrechner mit einer Turingmaschine aus Lego implementieren. http://joanna.iwr.uni-heidelberg.de/projects/TURING_B/b2.jpg Das Zeug ist ja relativ langlebig. Vielleicht wird man sogar vor dem Altersheim damit fertig.
Karl B. schrieb: > Trotzdem kann ein diskreter Aufbau viel Praxiserfahrung mit sich > bringen. > Nur, das Projekt sollte IMHO nicht zu kompliziert sein. > An Taschenrechner würde ich mich nicht ranwagen. Auch nicht schwieriger wie der Nachbau eines Intel 4004 mit 2300 Transistoren. Denn der wurde für ebendiesen Zweck entwickelt, Schalpläne die den internen Aufbau des Prozessors zeigen gibts im Internet. Falk B. schrieb: > @ Mani W. (e-doc) > >>> Transistoren für die kleinsten Rechnungen benötige und dies ein nerviger >>> Prozess sein wird, dies zu verlöten > >>Eine schöne Winterarbeit (eventuell mehrere Winter)... > > Dazu braucht es mehrere nukleare Winter . . . Wie oben geschrieben 2300 Transistoren. Dazu noch Speicher und IO-Hardware. Sollte eigentlich in einem normalen Winter machbar sein, sofern man nicht gerade auf Fädeldraht setzt. SMD-Technik und mehrlagige Platinen erleichtern die Arbeit. Karl B. schrieb: > Es gibt aber einige Dinge zu beachten beim Aufbau von diskreten > Schaltungen, vor allem die Laufzeit. Da hat man dann plötzlich > unerklärliche Fehlfunktionen, obwohl es vom Konzept her funktionieren > müsste, theoretisch. Bei einem einfachen Taschentechner sind wenige kHz Taktfrequenz völlig ausreichend.
..so viele Transistoren braucht es nicht unbedingt, derartige Taschenrechner hießen früher Tischrechner und arbeiteten sequentiell. http://www.robotrontechnik.de/index.htm?/html/computer/tischrechner.htm Gruß, Holm
Holm T. schrieb: > ..so viele Transistoren braucht es nicht unbedingt, derartige > Taschenrechner hießen früher Tischrechner und arbeiteten sequentiell. > > http://www.robotrontechnik.de/index.htm?/html/computer/tischrechner.htm > > Gruß, > Holm Dennoch wird es den TS wohl "leicht" überfordern. Er ist auch schon mäuschenstill geworden ;-))) Old-Papa
Old P. schrieb: > Holm T. schrieb: >> ..so viele Transistoren braucht es nicht unbedingt, derartige >> Taschenrechner hießen früher Tischrechner und arbeiteten sequentiell. >> >> http://www.robotrontechnik.de/index.htm?/html/computer/tischrechner.htm >> >> Gruß, >> Holm > > Dennoch wird es den TS wohl "leicht" überfordern. Soll er doch ein anderes Universallwerkzeug mit weniger Transistoren nachbauen wie dieses: https://literature.cdn.keysight.com/litweb/pdf/01740-90909.pdf?id=805450 40 Jahre altes scope mit 75 Transistoren, da lernste mehr Praxis als nach 6 Semestern Bachelor.
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